C语言算法设计与分析:实战教程覆盖递归、分治到贪心

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《C语言算法设计与分析》是一本专注于C语言编程的教材,专为学习者提供了丰富的算法设计与实践案例。该教材共分为五个实验部分,每个实验都围绕特定的算法原理进行讲解和训练。 实验一:递归与分治 这个部分着重于递归算法的理解和应用,包括著名的二分查找、合并排序和快速排序。二分查找是一种高效的查找算法,通过将查找区间每次缩小一半,直至找到目标元素或确定其不存在;合并排序是分治策略的典型实例,通过将大问题分解为小问题,然后合并排序结果;快速排序则同样基于分治,通过选择一个基准值,将数组分为两部分,分别对左右部分进行排序。 实验二:回溯算法 回溯算法是解决组合优化问题的有效手段,涉及0-1背包问题、装载问题、堡垒问题等。其中,0-1背包问题涉及到物品选择问题,装载问题则是关于如何在有限空间内最大化装载物品,而堡垒问题和硬币翻转问题展示了如何通过递归和撤销操作解决问题。 实验三:搜索算法 这部分涵盖多种搜索技术,如Floodfill用于填充颜色,电子老鼠闯迷宫模拟路径搜索,以及跳马、独轮车等更具体的搜索问题。找倍数和8数码难题则锻炼了搜索空间的控制和优化技巧。 实验四:动态规划 动态规划是解决最优化问题的重要方法,实验涉及最长公共子序列、矩阵连乘积计算等。通过这些练习,学生可以学习如何将问题分解成子问题并存储已解决结果,以避免重复计算。其他问题如石子合并、最小代价子母树等也展示了动态规划的实际应用。 实验五:贪心与随机算法 最后的实验部分关注于贪心策略和随机算法,如背包问题的不同版本(标准背包和0-1背包),照亮的山景问题,以及用随机算法解决8皇后问题的探索。同时,素数测试和田忌赛马展示了如何利用不同的策略来解决问题。 《C语言算法设计与分析》不仅教授基础的C语言语法,还通过一系列实际操作,让学生深入理解并掌握各种算法的原理、实现方法和应用场景,从而提升编程能力和问题解决能力。每个实验都鼓励学生独立思考和动手实践,通过解决实际问题,巩固理论知识。
2014-06-05 上传
《算法设计与分析》目录: 第一篇引入篇 第1章算法概述1.1用计算机求解问题与算法 1.1.1用计算机求解问题的步骤 1.1.2算法及其要素和特性 1.1.3算法设计及基本方法 1.1.4从算法到实现 1.2算法描述 1.2.1算法描述简介 1.2.2算法描述约定 1.2.3一个简单问题的求解过程 1.3现代常用算法概览* 1.3.1压缩算法 1.3.2加密算法 1.3.3人工智能算法 1.3.4并行算法 1.3.5其他实用算法 第2章算法分析基础 2.1算法分析体系及计量 2.1.1算法分析的评价体系 2.1.2算法的时间复杂性 2.1.3算法的空间复杂性 2.1.4NP完全性问题 2.2算法分析实例 2.2.1非递归算法分析 2.2.2递归算法分析 2.2.3提高算法质量 第二篇基础篇 第3章算法基本工具和优化技巧3.1循环与递归 3.1.1循环设计要点 3.1.2递归设计要点 3.1.3循环与递归的比较 3.2算法与数据结构 3.2.1原始信息与处理结果的对应存储 3.2.2数组使信息有序化 3.2.3数组记录状态信息 3.2.4大整数存储及运算 3.2.5构造趣味矩阵 3.3优化算法的基本技巧 3.3.1算术运算的妙用 3.3.2标志量的妙用 3.3.3信息数字化 3.4优化算法的数学模型 3.4.1杨辉三角形的应用 3.4.2最大公约数的应用 3.4.3公倍数的应用 3.4.4斐波那契数列的应用 3.4.5递推关系求解方程 习题 第三篇核心篇 第4章基本的算法策略4.1迭代算法 4.1.1递推法 4.1.2倒推法 4.1.3迭代法解方程 4.2蛮力法 4.2.1枚举法 4.2.2其他范例 4.3分治算法 4.3.1分治算法框架 4.3.2二分法 4.3.3二分法变异 4.3.4其他分治方法 4.4贪婪算法 4.4.1可绝对贪婪问题 4.4.2相对或近似贪婪问题 4.4.3贪婪策略算法设计框架 4.5动态规划 4.5.1认识动态规划 4.5.2动态规划算法设计框架 4.5.3突出阶段性的动态规划应用 4.5.4突出递推的动态规划应用 4.6算法策略间的比较 4.6.1不同算法策略特点小结 4.6.2算法策略间的关联 4.6.3算法策略侧重的问题类型 习题 第5章图的搜索算法 5.1图搜索概述 5.1.1图及其术语 5.1.2图搜索及其术语 5.2广度优先搜索 5.2.1算法框架 5.2.2广度优先搜索的应用 5.3深度优先搜索 5.3.1算法框架 5.3.2深度优先搜索的应用 5.4回溯法 5.4.1认识回溯法 5.4.2回溯法算法框架 5.4.3应用1——基本的回溯搜索 5.4.4应用2——排列及排列树的回溯搜索 5.4.5应用3——最优化问题的回溯搜索 5.5分支限界法 5.5.1分支搜索算法 5.5.2分支限界搜索算法 5.5.3算法框架 5.6 图的搜索算法小结 习题 第四篇应用篇 第6章算法设计实践6.1循环赛日程表 6.2求3个数的最小公倍数 6.3猴子选大王 6.4最大子段和问题 6.5背包问题 6.5.1与利润无关的背包问题 6.5.2与利润有关的背包问题